Особливості морфологічної будови рослин та біохімічні властивості інтродукованих і вітчизняних сортів Cannabis sativa L.

Автор(и)

  • А. С. Полякова Глухівський національний педагогічний університет ім. О. Довженка, Україна https://orcid.org/0000-0003-0098-4313
  • Л. М. Горшкова Глухівський національний педагогічний університет ім. О. Довженка, Україна https://orcid.org/0000-0001-8957-4868
  • Д. Б. Рахметов Національний ботанічний сад ім. М. М. Гришка НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-7260-3263

DOI:

https://doi.org/10.21498/2518-1017.16.4.2020.224051

Ключові слова:

Cannabis sativa L., вітчизняні та інтродуковані сорти, морфобіологічні особливості, канабіноїдні речовини (КБД, ТГК, КБН)

Анотація

Мета. Установити особливості сезонного ритму росту й розвитку рослин та морфобіологічні відмітності в однодом­них вітчизняних та інтродукованих сортів Cannabis sativa L. в умовах Північного Сходу України.

Методи. Дослідження проводили впродовж 2014–2019 рр. Застосовували польові (фенологічні спостереження, добір зразків для лабораторного аналізу), мікроскопічні (дослідження морфологічної будови залозистих і цистолітових волосків на вегетативних та генеративних органах, визначення розміру й густоти формування волосків), лабораторно-аналітичні (визначення вмісту канабіноїдних речовин методами тонкошарової та газорідинної хроматографії) та біоморфологічні методи (аналіз морфологічних ознак рослин). Хімічний аналіз на вміст канабіноїдних речовин проводили в лабораторії відділу селекції та насінництва Інституту луб’яних культур НААН України (м. Глухів, 2014–2019 рр.). Уміст нейтральних речовин [канабінол – КБН, канабідіол – КБД та тетрагідроканабінол – ТГК і кислот (канабідіолової та тетрагідроканабінолової)] визначали з використанням методів тонкошарової та газорідинної хроматографії. Досліджували 11 однодомних сортів C. sativa, які різнилися за морфологічними, біологічними, генетичними, еколого-географічними і господарсько-цінними ознаками: ‘ЮСО 1’, ‘ЮСО 31’, ‘Гляна’, ‘Вікторія’, ‘Глесія’, ‘Глухівський 46’, ‘Глухівські 51’, ‘Золотоніські 15’, а також інтродуковані ‘Fedora 17’, ‘Felina 32’, ‘Futura 77’ (країна походження – Франція).

Результати. Досліджено морфобіологічні особливості рослин сучасних однодомних сортів C. sativa залежно від еколого-географічних зон походження, умов вегетаційного періоду та етапу онтогенезу. Установлено функціональну взаємозалежність між формуванням спеціалізованих видільних структур та вмістом канабіноїдних речовин у рослин різних сортів культури. Виокремлено перспективні сорти C. sativa за співвідношенням [(ТГК + КБН) ≤ КБД], що свідчить про можливість використання їх як вихідного матеріалу для створення сортів з підвищеним умістом КБД.

Висновки. Сьогодні рослини C. sativa є основною фітосировиною для отримання в промислових масштабах природного КБД. За останні роки створено високоврожайні сорти культури, які характеризуються не тільки високими господарсько-цінними ознаками, але й не містять психоактивного ТГК та мають незначну кількість КБД. Установлено особливості сезонного ритму росту й розвитку рослин та морфобіологічні відмітності сучасних однодомних вітчизняних та інтродукованих сортів C. sativa в умовах Північного Сходу України. Виявлено низький коефіцієнт кореляції між умістом нейтральних речовин та кислот у сортів, які характеризуються невисоким умістом канабіноїдних сполук. За розробленою власною класифікацією (ТГК + КБН) : КБД визначено сорти з переважальним умістом КБД – ‘Глухівський 46’, ‘Золотоніські 15’, ‘Гляна’, які мають значну лікарську цінність.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

А. С. Полякова, Глухівський національний педагогічний університет ім. О. Довженка

Anastasia Poliakova

Л. М. Горшкова, Глухівський національний педагогічний університет ім. О. Довженка

Lidia Horskova

Д. Б. Рахметов, Національний ботанічний сад ім. М. М. Гришка НАН України

Dzhamal Rakhmetov

Посилання

Iseger, T. A., & Bossong, M. G. (2015). A systematic review of the antipsychotic properties of cannabidiol in humans. Schizophr. Res., 162(1–3), 153–161. doi: 10.1016/j.schres.2015.01.033

Horshkova, L. M. (2008). Kannabis [Cannabis]. (Part 1). Hluhiv: RVV GDPU. [in Ukrainian]

Akhtar, M. T., Shaari, K., & Verpoorte, R. (2016). Biotransformation of Tetrahydrocannabinol. Phytochem. Rev., 15(5), 921–934. doi: 10.1007/s11101-015-9438-9

Myhal, M. D. (2011). Biologiia lubianih volokon konopel [Biology of hemp bast fibers].Sumy: Papirus. [in Ukrainian]

Todd, A. R. (1946). Hashish. Experientia, 2(2), 55–60. doi: 10.1007/BF02163886

Lesma, G., Consonni, R., Gambaro, V., Remuzzi, C., Roda, G., Silvani, A., … Visconti, G. L. (2014). Cannabinoid-free Cannabis sativa L. grown in the Po valley: evaluation of fatty acid profile, antioxidant capacity and metabolic content. Nat. Prod. Res., 28(21), 1801–1807. doi: 10.1080/14786419.2014.926354

Burstein, S. (2015). Cannabidiol (CBD) and its analogs: a review of their effects on inflammation. Bioorg. Med. Chem., 23(7), 1377–1385. doi: 10.1016/j.bmc.2015.01.059

Docimo, T., Consonni, R.,Coraggio, I., & Mattana, M. (2013). Early phenylpropanoid biosynthetic steps in Cannabis sativa: link between genes and metabolites. Int. J. Mol. Sci., 14(7), 13626–13644. doi: 10.3390/ijms140713626

Myhal, M. D., Sytnyk, І. M., Laiko, І. M. Stupak, T. I., & Riabenka, L. A. (2007). Methods of examination of varieties of hemp (Cannabis sativa L.) for difference, homogeneity and stability. Okhorona prav na sorty roslyn [Protection of Plant Variety Rights], 1(3), 51–63. [in Ukrainian]

Laiko, I. M. (2001). Features of cannabinoid content assessment of some varieties of monoecious hemp. In Selektsiia, tekhnolohiia vyroshchuvannia i zbyrannia lubianykh kultur [Breeding, technology of growing and harvesting bast crops] (Vol. 2, pp. 46–50). Hlukhiv: N.p. [in Russian]

Metodika fenologicheskikh nablyudeniy v botanicheskikh sa­dakh SSSR [Methods of phenological observations in the botanical gardens of theUSSR]. (1979). Byul. Glav. Botan. Sad.Moscow: Nauka. [in Russian]

Giacoppo, S., Mandolino, G., Galuppo, M., Bramanti, P., & Mazzon, E. (2014). Cannabinoids: new promising agents in the treatment of neurological diseases. Molecules, 19(11), 18781–18816. doi: 10.3390/molecules191118781

Zirpel, B., Stehle, F., & Kayser, O. (2015). Production of D9-tetra­hydrocannabinolic acid from cannabigerolic acid by whole cells of Pichia (Komagataella) pastoris expressing D9-tetra­hydrocannabinolic acid synthase from Cannabis sativa L. Bio­technol. Lett., 37, 1869–1875. doi: 10.1007/s10529-015-1853-x

Kmec, I. L. (2011). Features of localization of cystolitic hairs on vegetative and generative organs of hemp. In Agrarna nauka virobnictvu: zb. derzh. nauk.-prakt. konf. «Novitni tehnologiyi v roslinnictvi» [Agrotechnologies for sustainable production of competitive products: collection of the state scientific-practical conference “The latest technologies in crop production”] (pp. 35–36). Nov. 19, 2011,Bila Tserkva,Ukraine. [in Ukrainian]

Kmec, I. L. (2012). Features of development of glandular hairs of hemp and their connection with cannabinoids and pubescence of vegetative and generative organs. In Ahrotekhnolohii dlia staloho vyrobnytstva konkurentnospromozhnoi produktsii: nauk. prakt. konf. molodykh vchenykh i spetsialistiv [Agrotechnologies for sustainable production of competitive products: science. practice. conf. young scientists and specialists] (pp. 4–6). Nov. 29–30, 2012,Kyiv,Ukraine. [in Ukrainian]

Happyana, N., Agnolet, S., Muntendam, R., Van Dam, A., Schnei­der, B., & Kayser, O. (2013). Analysis of cannabinoids in laser-microdissected trichomes of medicinal Cannabis sativa using LCMS and cryogenic NMR. Phytochemistry, 87, 51–59. doi: 10.1016/j.phytochem.2012.11.001

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-20

Як цитувати

Полякова, А. С., Горшкова, Л. М., & Рахметов, Д. Б. (2020). Особливості морфологічної будови рослин та біохімічні властивості інтродукованих і вітчизняних сортів Cannabis sativa L. Plant Varieties Studying and Protection, 16(4). https://doi.org/10.21498/2518-1017.16.4.2020.224051

Номер

Том 16 № 4 (2020)

Розділ

СОРТОВИВЧЕННЯ ТА СОРТОЗНАВСТВО

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Український інститут експертизи сортів рослин

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Починаючи з 2022 року авторське право на публікацію залишається за авторами.

Автори можуть використовувати власні матеріали в інших виданнях за умови посилання на журнал «Plant Varieties Studying and Protection» як на місце першої публікації.

Наш журнал дотримується авторських прав та дозволів CREATIVE COMMONS для журналів із відкритим доступом.

Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. автори лишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License, яка дає змогу  іншим особам вільно поширювати опубліковане дослідження з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі;
  2. автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи такою, якою її було опубліковано цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.